DE1646848C2 - Delivery of regenerators for industrial furnaces - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Zustellung von Regeneratoren von Industrieöfen, insbesondere Glaswannenöfen. The invention relates to the delivery of regenerators for industrial furnaces, in particular glass tank furnaces.

Die Regeneratoren von Industrieöfen werden im allgemeinen mit Schamottesteinen. 60- bis 90°/eigen Korundsteinen, Silimanitstemen und basischen Steinen zugestellt. In neuerer Zeit wird in zunehmendem Maße eine basische Zustellung angewandt, da basische Sleinmalerialien den immer steigenden Anforderungen im allgemeinen besser gewachsen sind als saure Steinmaterialien oder solche auf der Basis von Tonerde oder Tonerdesilikaten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß basische Steine in manchen Regeneratoren in einem Temperaturbereich von unter 1000° C, insbesondere in dem Bereich von 1000 bis 600¹ C₁ eine schlechtere Haltbarkeit als bei höheren Temperaturen aufweisen. Dies ist auf einen Angriff der feuerfesten Steine durch SO., zurückzuführen. Auch in der Stahlindustrie wird diese Erscheinung, wenn auch seltener, beobachtet, weil einerseits deren Regeneratoren nicht besonders langlebig sind und andererseits viele dieser Öfen in Hinblick auf ('ie Reinheit des Stahls bevorzugt mit schwefelarmen Brennstoffen beheizt weiden. In der Glasindustrie werden jedoch in zunehmendem Umfang billige Heizöle mit einem hohen Schwefelgehalt verwendet und dadurch ergeben sich bei Verwendung von basischen Gittcrungen oft beträchtliche Schwierigkeiten durch einen Angriff von SO., auf den Periklns des basischen Materials unter Bildung von MgSO₁. Selbst bei schwcfelreichen Heizölen kann jedoch eine nennenswerte SO.,-Bildung nur dann eintreten, wenn ein Luftüberschuß und ferner noch geeignete Katalysatoren, wie Vanadinpentoxyd oder Arsentrioxyd, zugegen sind. Solche Katalysatoren können z. B. schon durch die Heizölaschen (V₂O₅, As.,0., usw.) oder, insbesondere in der Glasindustrie, auch durch das Aufgabegut eingebracht werden, z. B. bei Verwendung von As.,O_;1 als Läuterungsmittel. Der Angriff durch Schwefeltrioxyd kann aber weiter dazu führen, daß in dem Teil einer aus basischem Material aufgebauten Gitterung, der sich auf einer Temperatur in dem oben angeführten Bereich von unter 100O¹ C, insbesondere 600 bis 1000 C, befindet, Zerstörunnen hervorgerufen werden. Diese bestehen darin, daß zunächst Aushöhlungen gebildet werden, die dann ihrerseits ein Einstürzen der darüber befindlichen, nicht angenriffenen Gilterwerkslagen zur Folge habenThe regenerators of industrial furnaces are generally made with firebricks. 60 to 90 ° / own corundum stones, silimanite stones and basic stones delivered. In recent times a basic lining has been used to an increasing extent, since basic stone materials are generally better able to cope with the ever increasing demands than acid stone materials or those based on alumina or alumina silicates. It has been shown, however, that basic bricks in some regenerators in a temperature range below 1000 ° C., in particular in the range from 1000 to 600 ¹ C _{1, have} a poorer durability than at higher temperatures. This is due to an attack on the refractory bricks by SO. This phenomenon is also observed in the steel industry, albeit less often, because, on the one hand, their regenerators are not particularly long-lived and, on the other hand, many of these furnaces are preferably heated with low-sulfur fuels in view of the purity of the steel Extensive use of cheap heating oils with a high sulfur content, which often results in considerable difficulties when using basic lattices due to attack by SO., On the pericles of the basic material with the formation of MgSO ₁ . formation only occurs when an air excess, and still further suitable catalysts, such as vanadium pentoxide or arsenic trioxide are present. such catalysts may, for. example, already by the fuel oil ashes (V ₂ O _5, as., 0., etc.) or , especially in the glass industry, can also be brought in through the feed material, e.g. when used nding of As., O _{; 1} as a refining agent. But the attack by sulfur trioxide may further cause, Zerstörunnen be caused in the part of a built up from basic material checker that is located at a temperature in the above range of less than 100O ¹ C, in particular 600 to 1000 C. These consist in the fact that cavities are initially formed, which in turn lead to the collapse of the unaffected layers of gilthwork above them

■o können.■ o can.

Im Zuge von Vorarbeiten zur vorliegenden Erfindung wurden Untersuchungen über das Verhalten von verschiedenen feuerfesten Materialien in Regeneratoren durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß inIn the course of preparatory work for the present invention, investigations were carried out on the behavior carried out by various refractory materials in regenerators. It was found that in

den üblichen Magnesitchromsteinen, mit welchen Regeneratorgitterungen häufig zugestellt werden, die Chromerzterichen durch SO., nicht angegriffen werden. In Steinen auf der Grundlage von Mischungen von Magnesia und Chromit wird lediglich eine Umsetzung von freiem MgO mit SO., unter Bildung von MgSO₁ beobachtet. Auf Giund dieses Umstandes soFlten daher Steine, die nur aus Chromit ohne einen Zusatz von Magnesia aufgebaut sind, einem Angriff von SO., gut widerstehen. Nun haben aber gebrannte Steine, die nur aus Chromit bestehen, z. B. Steine aus 33 " ti Chromit einer Körnung von 2 bis 4 mm, 33 ° υ Chromit einer Korngröße von 0,5 bis 2 mm, 34^υ u Chromit einer Körnung von 0 bis 0.5 mm und etwa l"o trockener Sulfitablauge und l°i Wasser als Bindemittel, zwar eine gute Kaltdruckfestigkeit von etwa 700 bis ⁽)00 kg'cm² und günstige Porositätswerte von etwa 10 bis 15 "Zo, weisen jedoch überhaupt keine Temperaturwechselbeständigkeit auf und zerspringen bereits bei plötzlicher Entnahme aus einem auf 1000 C aufgeheizten Ofen. Eine gewisse Temperaturwechselbcständigkeit ist aber für die Brauchbarkeit von Regeneratorsteinen eine unabdingbare Voraussetzung.the usual magnesite chrome stones, with which regenerator grids are often lined up, the chrome ore areas are not attacked by SO. In stones based on mixtures of magnesia and chromite, only a reaction of free MgO with SO., With the formation of MgSO _{1, is} observed. On the basis of this circumstance, stones which are composed only of chromite without the addition of magnesia should therefore withstand attack from SO. But now baked stones that only consist of chromite, z. B. stones made of 33 "ti chromite with a grain size of 2 to 4 mm, 33 ° υ chromite with a grain size of 0.5 to 2 mm, 34 ^υ u chromite with a grain size of 0 to 0.5 mm and about l" o dry sulphite waste liquor and l ° i Water as a binding agent, although it has a good cold compressive strength of about 700 to ⁽ ) 00 kg'cm ² and favorable porosity values of about 10 to 15 "Zo, but has absolutely no resistance to temperature changes and bursts even when suddenly removed from a heated to 1000 ° C Furnace. A certain resistance to temperature changes is, however, an indispensable prerequisite for the usefulness of regenerator stones.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile, die sich bisher bei der Verwendung von basischem Steinmaterial in den Gittcrungen der Regeneratoren von Industrieöfen und insbesondere in Glaswannenöfen ergeben, zu beseitigen.The invention now aims to address these disadvantages, which were previously encountered with the use of basic Stone material in the grilles of the regenerators of industrial furnaces and especially in glass furnace furnaces revealed to eliminate.

Es wurde gefunden, daß dieses Ziel dann erreicht «erden kann, wenn für die Zustellung ungebrannte Chromitsteine verwendet werden, die ein bestimmtes Bindemittel enthalten. Demnach betrifft die Erfindung eine Zustellung von Regeneratoren von Industrieöfen, insbesondere Glaswannenöfen, unter Verwendung von Chromitsteinen, wobei diese Zustellung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gitterung in dein Bereich, der auf eine Temperatur bis höchstens 1000 C erhitzt wird, aus ungebrannten Chromitsteinen, die Phosphorsäure oder Phosphate als Bindemittel enthalten, aufgebaut ist. Die vorzugsweise verwendete Phosphorsäure wird zweckmäßig in verdünnter Form (1:1 verdünnt) eingesetzt und soll dann in Mengen von 1 bis 5 ⁰Zn, vorzugsweise etwa 2 ⁰Zu, in den Steinen enthalten sein. Die Phosphate können in den gleichen Mengen verwendet werden. Gegebenenfalls kann neben der Phosphorsäure bzw. den Phosphaten auch noch Sulfitablauge als Bindemittel vorhanden sein. Für den Erhalt bester Ergebnisse soll der Chromil in einer Körnung von 0 bisIt has been found that this goal can be achieved if unfired chromite stones containing a certain binding agent are used for the lining. Accordingly, the invention relates to a lining of regenerators for industrial furnaces, in particular glass tank ovens, using chromite stones, this lining being characterized in that the grating in the area, which is heated to a temperature of up to 1000 C, is made of unfired chromite stones, the phosphoric acid or contain phosphates as binders. Preferably phosphoric acid used is suitably in dilute form (diluted 1: 1) was used and should then be included in amounts of 1 to 5 ⁰ Zn, preferably about ⁰ to 2 in the stones. The phosphates can be used in the same amounts. If necessary, sulphite waste liquor can also be present as a binder in addition to the phosphoric acid or the phosphates. For the best results, the Chromil should be in a grain size from 0 to

6 mm, vorzugsweise 0 His 4 mm, vorliegen.6 mm, preferably 0 His 4 mm, are present.

Die Erfindung wird an Hand des folgenden Beispieles näher erläutert, ohne jedoch auf dieses besondere Beispiel beschrankt zu sein.The invention is explained in more detail with reference to the following example, without, however, referring to this particular one Example to be limited.

Beispielexample

Für den Aufbau der Steine wurde Chromit folgender Korngröße verwendet:Chromite of the following grain size was used to build the stones:

33,3 % Chromit 2 bis 4 mm33.3% chromite 2 to 4 mm

33,3 % Chromit 0,5 bis 2 mm33.3% chromite 0.5 to 2 mm

33,4% Chromit 0 bis 0,5 mm33.4% chromite 0 to 0.5 mm

Diese Chromitfraktionen wurden mit 1 °/o trockener Sulfitablauge und 2,0⁰O verdünnter Phosphorsäure (1:1) innig vermischt und zu Steinen verformt, die dann getrocknet wurden.This Chromitfraktionen were washed with 1 ° / o dry sulfite waste liquor, and 2.0 ⁰ O dilute phosphoric acid: intimately mixed and formed into blocks, which then were dried (1: 1).

Bei Verwendung von türkischem Chromerz hatten die Steine folgende Zusammensetzung:When using Turkish chrome ore, the stones had the following composition:

SiO₂ 3,28%SiO ₂ 3.28%

Fe₂O₃ 14,04%Fe ₂ O ₃ 14.04%

AI₂O₃ 14,03 %AI ₂ O ₃ 14.03%

Cr₂O., 44,78%Cr ₂ O., 44.78%

CaO 0,66 %CaO 0.66%

MgO 20,30%MgO 20.30%

P₂O₅ 0,81%P ₂ O ₅ 0.81%

Glühverlust 2,10%Loss on ignition 2.10%

Die Eigenschaften dieser Steine waren wie folgt:The properties of these stones were as follows:

Raumgewicht (Pukall, g/cm^:i) ...Volume weight (Pukall, g / cm ^{: i} ) ... 3,483.48 Scheinbare Porosität (%) Apparent porosity (%) 10,910.9 Scheinbare PorositätApparent porosity (bei 800° C, %) (at 800 ° C,%) 17,!17 ,! Biegedruckfestigkeit (kg/mm-) ..Bending compressive strength (kg / mm-) .. 0,530.53 Kaltdruckfestigkeit (kg/cm-) Cold compressive strength (kg / cm-) 325325 nach Erhitzen auf 800° C ... after heating to 800 ° C ... 285285 nach Erhitzen auf 1000° C ... after heating to 1000 ° C ... 290290

DruckfeuerbeständigkeitPressure fire resistance

to 1165° C to 1165 ° C

ta 1380⁰C ta 1380 ⁰ C

;B 1595° C ; B 1595 ° C

Die gemäß der Erfindung verwendeten Steine halten, wenn sie nicht höher als auf 1000° C erhitzt werden, was bei der vorgeschlagenen Zustellung der unteren Lagen der Gitterung, die nur Temperaturen von etwa 600 bis 1000°C erreichen, nicht der Fall ist, über 50 Abschreckungen mit Luft aus. Dies ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber gebrannten Chromitsteinen, die eine sehr schlechte Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen.The stones used according to the invention hold if they are not heated to more than 1000 ° C what with the proposed delivery of the lower layers of the grid, the only temperatures Reaching from around 600 to 1000 ° C is not the case, over 50 air quenching. This is an essential difference compared to burned chromite stones, which have a very poor resistance to temperature changes exhibit.

Claims (4)

Patentansorüche:Patent claims: 1. Zustellung von Regeneratoren von Industrieöfen, insbesondere Glaswannenöfen, unter Verwendung von Chromitsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittci ung in dem Bereich, der auf eine Temperatur bis höchstens K)OO⁰C erhitzt wird, aus ungebrannten ChroiiiU-steinen, die Phosphorsäure oder Phosphate als Bindemittel enthalten, aufgebaut ist.1. Delivery of regenerators of industrial furnaces, in particular glass tub furnaces, using chromite stones, characterized in that the Gittci ung in the area that is ^{heated to a temperature up to a maximum of K) OO 0} C, made of unfired Chromite stones, or phosphoric acid Containing phosphates as binders, is built up. 2. Zustellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine 1 bis 5 "Ό, vorzugsweise etwa 2 ⁰Zu, verdünnte Phosphorsäure (1:1) enthalten.2. Delivery according to claim 1, characterized in that the stones 1 to 5 "Ό, preferably about 2 ⁰ to, contain dilute phosphoric acid (1: 1). 3. Zustellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steinen der Chromit in einer Körnung von 0 bis 6 mm, vorzugsweise 0 bis 4 mm, vorliegt.3. Delivery according to claim 1 or 2, characterized in that the chromite in the stones is present in a grain size of 0 to 6 mm, preferably 0 to 4 mm. 4. Zustellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine neben Phosphorsäure oder Phosphaten noch Sulfitablauge als Bindemittel enthalten.4. Delivery according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stones In addition to phosphoric acid or phosphates, they also contain sulphite waste liquor as a binder.